Бесконтактный электродвигатель постоянного тока

 

ОПИСаНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДИТВДЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву я 327552 (22) Заявлено,22.12.75 (21) 2302201 07 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Союз Советских

Социалистических

Республик ((() 570159 (51) М. Кл, Н 02 К 29/02

Государственный номнтет

Совете министров Ссбр оо делам нзобретеннй . н отнрьпнй (43) Опубликовано25.08.77.Бюллетень № 31 (53) УДК 621.313. ,13,014,2; 621.382 (088. 8) (45) Дата опубликования описания 15.09,77 (72) Авторы изобретения

Е, И. Усышкин и В. М. Бедеров

Всесоюзный научно-исспедовятепьский кинофотоинститут (71) Заявитель (S4) БЕСКОНТАКТНЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ

ПОСТОЯННОГО ТОКА

Изобретение относится к бесконтактным регупируемым эпектроприводам, в частности к эпектроприводам типа бесконтактный двигатепь постоянного тока, частота вращения которых синхронизирована частотой внеш- g него задающего сигнапа регупируемой частоты. Такие эпектродвигатепи широко применяются в устройствах записи и считывания информации с испопьэованием пенточных носнтепей, в киноаппаратуре, звукотехнике, }0 тепевидении и программном управпечии.

Известен бесконтактный электродвигатепь постоянного тока по авт. св. М 327552, содержашийтп-фазный коммутатортока и его обмотках, датчик скорости вращения и фазо- р чувствитепьный уэеп синхронизации. Датчик скорости врашения выполнен на основе обращенного бесконтактного сепьсина, подкпючен ного к тп-фаэному генератору опорной частоты и соединенного с коммутатором тока обмоток через дешифраторы, каждый из кото- рых двумя входами подключен к выходу датчика, а другими входами — к соответствующей фазе генератора опорной частоты. Этот двигатепь имеет единый датчик, высокочадтотный сигнал которого испопьэуется как

gllH безынерционнрго попучения трехфазных сигналов управпения коммутатором - в функции попожения ротора, так и дпя синхронизации частоты вращения двигатепя.

Однако недостатком такого двигатепя, как и бопьшинства известных бесконтактных двигателей постоянного тока, явпяется пониженная экономичность и непопное испопьзование собственно двигателя по моменту. Это обьясняется тем, что в беоконтактном дви.- атепе постоянного тока требуется. регулирование угпа опережения вкпючения секций обмотки якоря в функции скорости:вращения. В эпектродвигатепе по авт. св. М 327552 угоп коммутации . бесконтактного двигатепя постоянного тока не регулируем и опредепяется установкой .ротора датчика на валу двигатепя. Это приводит к недоиспопьэованию двигателя по эпектромагнитному моменту и понижени о эк он омичи ости.

Бель изобретения - обеспечить повышение энергетических покаэатепей двигатепя

570159

45 путем регупирования угпв опережения вкиючения ь функции скорости двигатепя" без дополнитепьных датчиков нв ввпу двигвтепя.

Для этого предпвгаемый бесконтактный двь атепь снабжен узлом контроля скорости, 5 выпопненным в виде преобразоватепя сумма частот-уровень,и управпяемым фазовращатепем, выполненным в виде преобразователя уровень-фаза, причем первый вход узпа контропя скорости соединен с выходом датчика, втор ой вход - с генератор ом on орной частоты, выход соединен со входом фвэовращатепя, выход которого соединен со входом дешифратора.

На фиг. 1 дана структурная схема дви- 1б гателя; на фиг. 2 - временные диаграммы работы основных узлов схемы.

Эпектродвигвтель содержит коммутатор 1, собственно двигатепь 2, датчик 3 с формирователем 4, трехфазный опорный генерв- Ю тор 5, дешифраторы 6, задающий генератор

7 и схему 8 синхронизации, объединяющую два триггера и две ячейки, управпяемый фазоврвщвтепь 9, вкпюченный B цепь между датчиком 3 и дешифрвторвми 6, и узеп

10 контропя скорости, вкпюченный между вых одами датчика 3 и вход ом фаз овр вща тепя 9. Узел 10 контропя скорости cîñòîèò из R-S триггера 11., подкпюченного одним входом через формироввтепь 1 2 коротких импупь сов к трехфвэному опорному генератору 5, а другим - к формироввтепю 4 сигнвпа дат чика .3. Выход триггера 11 через повторитепь 1 3 подкпючен нв вход первого интегра- тора 14, который своим выходом nogcoeдипел к операционному усипитепю 15. Уси ли тель 1 5 снабжен ф ор мир о вате пем 1 6 прямоугольных импупьсов и фипьтром 17,, явпяющимся выходом узла 10 контропя скорости. Кроме того, схема узла 10 контроля скорости содержит Д-триггер 18, присоединенный своими входами к формироватепю 4 сигнала датчика 3 и к опорному генератору 5. Выход триггера 18 через формироватепь 19 коротких импупьсов и транзисторный кпюч 20 соединен со входом второго интегратора 21. Выход поспеднего соединен со вторым входом операционного усипителя 15, â вход его допопнительно соединен с выходом формирователя 1 6 прямоугопьных импульсов на выходе усипитепя 15.

Сигнап 22 одного иэ фазных выходов ге-, нератора 5 преобразуется формироватепем

12 в короткие импупьсы 23, которые вместе с нмпупьсами 24 формирователя 4 поступаСг на входы R и 5 триггера 11. На выходе триггера 11 попучвется поспедоватэпьность;прямоугопьных импульсов 25 той же частоты, что и импупьсы 23, модулируемвя по треугольному закону с частотой, явпяющейся разностью частот импупьсов 23 и 24, т. е. счвстотой, вращения двигатепя 2. B это же время Д-триггер 18 комбинирует (стробопреобраэовывает) .импупьсы 22 и 24, что дает в результате прямоугольный импульс 26 частоты вращения двигатепя 2, Этот импупьс через формироватепь 19 коротких импульсов 27 поступает на вход управпения ключа 20. Первый интегратор 14 преобразует импупьсы

25 в треугольные импульсы 28, амплитуда которых пропорционапьна дпитепьности импупьсов 25. Второй интегратор 21 включен в цепь покапьной обратной связи с выхода формирователя 16 прямоугольных импульсов на неинвертирующий вход усилителя 15 и вырабатывает сигнап 29, явпяющийся интег рапом последоватепьности выходных импупьсов 30 формирователя 16. Усилитель 15 усиливает разность сигналов 28 и 29 (днвгрвммв 31) и, работая в режиме усипе ния-ограничения, преобразует их в прямоугопьные импульсы 30, форма которых допопнитепьно улучшается формирователем 16, Короткие импульсы 27 посредством ключа

20 периодически с частотой вращения двигатепя 2 быстро обнупяют оба интегратора

14 и 21, поспе чего цикп преобразований повторяется вновь.

Контур, состоящий из двух интеграторов 14 и 21 и усипитепя 15, является схемой попучения частичных разностей (дискретного дифференцир оввния) между пюбым импупьсом 28 и ему предшествующим им- аупьсом,. поскольку интегратор 21 включен в обратную связь схемы. При этом разность прямого импульса 28 и сигнапв 29 обрат ной связи на выходе усипитепя l 5 попучае ся непосредственным алгебраическим суммированием обоих сигнапов (дивграммв 31), поскопь. у в импупьсе 28 треугольной формы дпительность и амппитудв связаны постоянным соотношением. TBK Karc ширина импупьсое

28 пропорционапьна значению угловой координаты двигвтепя 2, то производная этого сигнапа 30 по своей ширине npc 1орционапь на скорости вращения двигателя 2, что и требуется. Кривая 32 соответствует скорос ти вращения двигвтепя 2, которая преобрв зуется уэцом 10 в поспедоввтепьность им пупьсов 30.

Таким образом осуществляется безынерционное (с запаздыванием топько на один период по несущей частоге) преобразование скорость-уровень, которое и испопьэуется для регупирования угпа опережения вкпючения. Это позвопяет повысйть экономичность двигвтепя и его использование по эпектромвгнитному моменту.

570159

Формула изобретения

Бесконтактный электродвигатепь постоян ного трка по авт. св. № 327552, о т и ич а ю шийся тем, что,с целью повышения энергетических показатепей, он снабжен допопнитепьно уэпом контропя скорости, выпопненным 8 виде преобразоватепя сумма астот-уровень,п управляемым фазовращ» гепеч. выпопненным в виде преобразовагепя уровень-фаза, причем первый вход узпа контропя скорости соединен с выходом датчика, второй вход - с генератором опорной частоты, выход соединен со входом фазовращатепя, выход которого соединен со входом дешифратора.

570159

ФигЯ

Составитель А. Санталов

Редактор B. Яибобес Техред H. Аннрейчук Корректор А. Жолтани

3акаа 3070/48 Тираж 917 Подписное

ЯНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Рвушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектнаа, 4